书城科普日新月异的信息科学(新编科技大博览·A卷)
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第7章 电子计算机技术(6)

除了易于表示和具有良好逻辑性以外,由于二进制的两种状态是截然相反的,所以易于区别,这就提高了运行的可靠性。另外,由于只有两个数字,所以无论做何种运算都很简单。经理论计算和实践证明,在基数R≈27的时候,存储设备最为节省,但不能取非整数的计数制;在相邻的两个整数状态中,二进制更便于使用。因此,二进制是一种最优化方法。

二进制数有一些与平常不同的特点,那就是逢二就进一位,而且可以看到,若最低位是0,则此数为偶数,若最低位为1,则为奇数。当然,你很快就会发现,二进制的数字书写冗长,不易识别,不易发现错误,对编程十分不利。所幸的是,现在的机器和语言已足够先进,可以使你轻松避开这些不熟悉的东西,让机器自己去完成二进制和十进制的转换。这样,你就可以在所熟悉的环境中操作了。通常,我们启动计算机要先进入操作系统,它就是为您方便地实现这一转换而设计的。

2423222120二进制168421十进制数1000001000001000001000001二进值记法(0和1)软盘存储器软盘存储器主要由软磁盘、软盘驱动器和软盘控制器等三部分组成。

1、软盘

软磁盘又称软盘(Fl·ppy disk),是一种存储信息的介质,它是在聚酯塑料圆盘上涂一层磁薄膜而制成的。涂一面的称为单面盘,涂两面的称为双面盘。软盘外面罩一个方形的保护套。目前微机上常用的软盘有51/4和31/2的两种,俗称5英寸盘和3英寸盘。

目前常用的5英寸盘有容量为360KB的双面双密度盘(普通盘)和容量为12MB的高密盘。它们都有0和1两个面,每面有若干个同心圆轨道,称为磁道。普通盘有40个磁道,高密盘有80个磁道。每个磁道又分为若干扇区。扇区是软件的基本存储单位。每次读盘或写盘,总是读/写一个完整的扇区,不管其中数据多少。所谓读或写,是站在主机的角度而言的。微机常用软件的规格如下表所示。

微机常用软盘规格直径(英寸)标志存储容量磁道数每道扇区数每扇区字节数5DSDD360KB4095125DSHD12MB80155123DSDD720KB8095123DSHD1.44MB80185125英寸盘的保护外套上共有4个孔槽或缺口:

(1)驱动器轴孔。它是保护套和软盘中心的大圆孔,软盘驱动器通过它带动软盘在保护套中高速旋转。

(2)磁头读写槽。它是一个长形槽孔,软盘驱动器的读写磁头沿着该槽对软盘作径向移动,可以在不同磁道上读写信息。

通过磁头沿软盘径向的移动及软盘的旋转,就使得磁头可以在软盘的任意扇区读写信息。

(3)定位孔。在软盘和保护套上均有此孔。当软盘片旋转至两小孔重合时,一束光线通过此孔,将其转变为电信号,即可检索软盘0扇区的起始位置,从而为软盘存储格式定位。

(4)写保护缺口。它可以控制软盘的读写或只读状态。如果缺口是敞开的,对软盘既能读又能写;如果用胶条把缺口封住,就处于写保护状态,对软盘只能读不能写,这样可以保护盘上的信息不被改变。

用微加工技术制作的最大功率为64千比的动力随机存取存储器2软盘驱动器软盘驱动器简称软驱,由机械传动装置和读写磁头两部分组成,是驱动软盘和磁头做机械运动的装置。软驱也分为5英寸和3英寸两种,每种又分为普通驱动器和高密驱动器,分别与各种软盘相匹配。

值得注意的是,普通盘插入高密驱动器中,或者高密盘插入普通驱动器中,是只能读不能写的。如进行写操作,可能破坏盘上的数据。

3、软盘控制器

软盘控制器又称软盘适配器或软盘适配卡,插在主机箱内母板的插槽中,将软驱与CPU连接起来。软盘存储器的机械运动和读写操作,都是在它的控制下进行的。

硬盘存储器

硬盘存储器主要由硬磁盘、硬盘驱动器和硬盘控制器等三部分组成。驱动器和控制器部分与软盘存储器相似。这里只介绍一下硬磁盘。

硬磁盘又称硬盘(Hard disk),它是在金属基片上涂一层磁性材料制成的。目前微机上都采用IBM公司的温彻斯特技术的硬盘,简称温盘。

微机一般使用5英寸或3英寸的硬盘,并且通常将几个盘片以驱动器轴为轴线组装在一起,称为盘组。每个盘片都有一个磁头。每个盘面上的磁道都是同心圆,所有盘面上的同心圆就组成许多圆柱面。因此在硬盘中不称磁道而称柱面,数据的存储地址由柱面号、磁头号和扇区号确定。硬盘的存储容量通常为几十兆至几百兆字节,目前已有1GB、4GB的硬盘。

硬盘的盘组与驱动器组装在一个固定的密封容器中,能够防尘并调节温湿度。硬盘驱动器的磁头不像软盘驱动器那样直接与盘面接触,而是利用硬盘高速旋转(比软盘转速高许多)产生的“气垫”,悬浮在距盘面0.2μ的距离,因此不易划伤盘面,磁头损耗也大大降低。

输入设备

输入设备(Input Device)的功能是将程序、控制命令和原始数据转换为计算机能够识别的形式输入计算机的内存。输入设备的种类很多,目前微机上常用的有键盘、鼠标器,有时还用到扫描仪、条形码阅读器、手写输入装置及语音输入装置等。下面介绍一下键盘及鼠标器。

键盘

键盘(Keyboard)是应用最广泛的输入设备,它通过一根电缆插入键盘接口与主机相连。现在一般使用101键的标准键盘。

根据键位排列及各键的作用可以将键盘分为3个区域:功能键区、打字机键盘区及数字键区。

电子计算机的键盘1功能键区

它位于键盘的最上一排,由F1~F12共12个功能键组成,用于提供特定的功能。但在不同的软件环境中,同一个功能键通常具有不同的功能;每个键与Ctrl或Alt键组合使用,又可提供其他的功能;用户还可以根据自己的需要来定义各键的功能。

2、打字机键盘区

在键盘的中部,具有标准的英文打字机键盘格式,还附加了一些特殊的符号键和功能控制键,是键盘中最经常使用的部分。

字符键大致分为以下几类:

(1)字母键。英文字母A,B,C,……,X,Y,Z。

(2)数字键。阿拉伯数字0,1,2,……8,9。

(3)运算符号键。+-*/()=〈〉。

[]{}〓|〓;〓:〓,.”’?等。

(5)特定功能控制键。在不同的软件环境中作用不尽相同。

掌握正确的键入指法,可以做到准确快速地输入,甚至能够“盲打”。

3、数字键区

它位于键盘的右侧,又称为小键盘区。该区许多键上都印有上、下两排字。其中上排字为数字,下排字为光标控制符,参见下表。光标的作用是提示键入字符在屏幕上的位置。左上角的Num L·ck键为数字锁定键,每按一次就进行一次上、下排字功能的转换。Ins为插入键,Del为删除键。值得注意的是,光标控制键只有在编辑环境中才能发挥作用,在操作系统DOS提示符下无此功能。

光标控制键功能键上符号功能↑光标上移一格↓光标下移一格→光标右移一格←光标左移一格Home光标移至左上角End光标移至右下角PgUp光标不动,屏幕向上滚一行PgDn光标不动,屏幕向下滚一行为操作方便,101键盘在打字机键盘区右侧又设了一组光标控制键及插入、删除键。

鼠标器

鼠标器(Mouse)也是一种常用的输入设备,一般有2~3个键,它通过RS-232C接口与主机连接。鼠标器的平面移动可以转化为鼠标箭头在屏幕上的移动,用鼠标箭头选择屏幕上的命令、程序名或图标,按键后即执行相应功能。鼠标器与屏幕的动态菜单及多窗口技术配合,可以实现良好的人机交互。

鼠标器分为光电式与机电式。光电式鼠标器配备一块带有明暗相间的精细网格的平板,工作时鼠标必须在这种平板上滑动;而机电式鼠标器则不需要专门的平板,在桌面上滑动即可,但精密度及传输速度不如光电式鼠标。

输出设备

输出设备(output device)的功能是将内存中计算机处理后的信息以能为人或其他设备所接受的形式输出。输出设备种类也很多,微机上常用的有显示器、打印机、绘图机等。在此仅介绍使用最普遍的显示器和打印机。

早期的照排机显示器

显示器(Display)又称监视器,是实现人机对话的主要工具。它既可以显示键盘输入的命令或数据,也可以显示计算机数据处理的结果。

1、显示器分类及工作方式

目前常用的显示器主要有两种类型。一种是CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示器,用于一般的台式微机;另一种是液晶(Liquid Crystal Display,简称LCD)显示器,用于便携式微机。下面主要介绍CRT显示器。

按颜色区分,可以分为单色(黑白)显示器和彩色显示器。

彩色显示器又称图形显示器。它有两种基本工作方式:字符方式和图形方式。

在字符方式下,显示内容以标准字符为单位,字符的字形由点阵构成,字符点阵存放在字形发生器中。

在图形方式下,显示内容以像素为单位,屏幕上的每个点(像素)均可由程序控制其亮度和颜色,因此能显示出较高质量的图形或图像。

显示器的分辨率分为高中低3种。分辨率的指标是用屏幕上每行的像素数与每帧(每个屏幕画面)行数的乘积表示的。乘积越大,也就是像素点越小,数量越多,分辨率就越高,图形就越清晰美观。

2、显示器适配器

显示器适配器又称显示器控制器,是显示器与主机的接口部件,以硬件插卡的形式插在主机板上。显示器的分辨率不仅决定于阴极射线管本身,也与显示器适配器的逻辑电路有关。目前常用的适配器有:

(1)CGA(Colour Graphic Adapter)彩色图形适配器,俗称CGA卡,适用于低分辨率的彩色和单色显示器。它支持的显示方式为:

字符方式下,40列×25行,80列×25行,4色或2色。

图形方式下,320×200,4色;640×200,2色。

(2)EGA(Enhanced Graphic Adapter)增强型图形适配器,俗称EGA卡,适用于中分辨率的彩色图形显示器。它支持的显示方式为:

字符方式下,80×25列,256色。

图形方式下,640×350,16色。

超级EGA卡,支持800×600,16色。

(3)VGA(Video Graphic Array)视频图形阵列,俗称VGA卡,适用于高分辨率的彩色图形显示器。标准的分辨率为640×480,256色。

目前使用的多是增强型的VGA卡,比如Super VGA卡等,分辨率为800×600,1024×768等,256种颜色。

(4)中文显示器适配器

我国在开发汉字系统的过程中,研制了一些支持汉字的显示器适配器,比如GW-014卡、CEGA卡、CVGA卡等,这就解决了汉字的快速显示问题。

打印机

打印机(Printer)是将计算机的处理结果打印在纸张上的输出设备。人们常把显示器的输出称为软拷贝,把打印机的输出称为硬拷贝。

1、打印机的分类

按传输方式,可以分为一次打印一个字符的字符打印机、一次打印一行的行式打印机和一次打印一页的页式打印机。

按工作机构,可以分为击打式打印机和非击打式印字机。其中击打式又分为字模式打印机和点阵式打印机。非击打式又分为喷墨印字机、激光印字机、热敏印字机和静电印字机。

微型计算机最常用的是点阵式打印机。它的打印头上安装有若干个针,打印时控制不同的针头通过色带打印纸面即可得到相应的字符和图形。因此,又常称之为针式打印机。日常使用的多为9针或24针的打印机,现在主要是24针打印机。

目前,喷墨印字机和激光印字机也得到广泛应用。喷墨式是通过磁场控制一束很细墨汁的偏转,同时控制墨汁的喷与不喷,即可得到相应的字符或图形。激光式则是利用电子照相原理,由受到控制的激光束射向感光鼓表面,在不同位置吸附上厚度不同的碳粉,通过温度与压力的作用把相应的字符或图形印在纸上。它与静电复印机的方式很相似。激光印字机分辨率高,印出字形清晰美观,但价格较高。

若打印汉字,对于装有汉字库的打印机,可直接打印,打印速度快。如无汉字库,在微机中则需安装该种打印机的汉字驱动程序,使用微机的汉字库,打印速度较慢。

2、打印机控制器

打印机控制器亦称打印机适配器,是打印机的控制机构,也是打印机与主机的接口部件。它以硬件插卡的形式插在主机板上。标准接口是并行接口,它可以同时传送多个数据,比串行接口传输速度要快。

3、打印机的工作方式

打印机有联机和脱机两种工作方式。所谓联机,就是与主机接通,能够接收及打印主机传送的信息。所谓脱机,就是切断与主机的联系。在脱机状态下,可以进行自检或自动进/退纸。这两种状态由打印机面板上的联机键控制。

电脑硬件的基本配置

微型计算机的基本配置从外观上看包括主机、显示器、键盘和打印机。